JP2017040606A - Sensor device and electric power steering device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサ装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a sensor device and an electric power steering device using the sensor device.
従来、センサデータをコントローラに伝達するセンサ装置が知られている。例えば特許文献1では、センサデータの伝達は、コントローラで生成され双方向性ノードで受け取られるトリガ信号によって同期される。
Conventionally, sensor devices that transmit sensor data to a controller are known. For example, in
ところで、センサ素子の異常等により、センサデータが異常となる場合がある。しかしながら特許文献1では、異常が検出された場合に、どのようにセンサデータを取り扱うかについては、何ら言及されていない。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、一部の信号に異常が生じた場合、正常である信号を用いた演算への切り替えに伴う変動を抑制可能であるセンサ装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
By the way, sensor data may become abnormal due to abnormality of the sensor element. However,
The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to suppress fluctuations associated with switching to computation using a normal signal when an abnormality occurs in some signals. A sensor device and an electric power steering device using the sensor device are provided.
本発明のセンサ装置は、メインセンサ部(10)と、サブセンサ部(20)と、制御部(40、50)と、を備える。
メインセンサ部は、メインセンサ素子(11、12)、および、メイン出力回路(15)を有する。メインセンサ素子は、対象物理量を検出する。メイン出力回路は、メインセンサ素子の検出値に応じたメインセンサ信号を含むメイン出力信号を生成して出力する。
サブセンサ部は、サブセンサ素子(21、22)、および、サブ出力回路(25)を有する。サブセンサ素子は、対象物理量を検出する。サブ出力回路は、サブセンサ素子の検出値に応じたサブセンサ信号を含むサブ出力信号を生成し、信号周期の1周期の長さより短い所定期間、メイン出力信号とずらしたタイミングでサブ出力信号を出力する。
The sensor device of the present invention includes a main sensor unit (10), a sub sensor unit (20), and a control unit (40, 50).
The main sensor unit includes main sensor elements (11, 12) and a main output circuit (15). The main sensor element detects the target physical quantity. The main output circuit generates and outputs a main output signal including a main sensor signal corresponding to the detection value of the main sensor element.
The sub sensor unit includes sub sensor elements (21, 22) and a sub output circuit (25). The sub sensor element detects a target physical quantity. The sub output circuit generates a sub output signal including a sub sensor signal corresponding to the detection value of the sub sensor element, and outputs the sub output signal at a timing shifted from the main output signal for a predetermined period shorter than the length of one signal period. .
制御部は、信号取得部(41)、異常検出部(42)、および、物理量演算部(43)を有する。信号取得部は、メイン出力信号およびサブ出力信号を取得する。異常検出部は、メイン出力信号およびサブ出力信号の異常を検出する。物理量演算部は、メインセンサ信号およびサブセンサ信号の少なくとも一方を用いて目的物理量を演算する。 The control unit includes a signal acquisition unit (41), an abnormality detection unit (42), and a physical quantity calculation unit (43). The signal acquisition unit acquires a main output signal and a sub output signal. The abnormality detection unit detects an abnormality in the main output signal and the sub output signal. The physical quantity calculation unit calculates a target physical quantity using at least one of the main sensor signal and the sub sensor signal.
物理量演算部は、メイン出力信号が正常である場合、メインセンサ信号に基づいて演算されるメイン物理量を目的物理量とする。また、物理量演算部は、メイン出力信号の異常が検出されてから異常が確定されるまでの期間である未確定期間において、サブセンサ信号に基づいて演算されるサブ物理量、および、異常が検出される前のメイン物理量に基づいて目的物理量を演算する。 When the main output signal is normal, the physical quantity calculation unit sets the main physical quantity calculated based on the main sensor signal as the target physical quantity. Further, the physical quantity calculation unit detects a sub physical quantity calculated based on the sub sensor signal and an abnormality in an undetermined period that is a period from when the abnormality of the main output signal is detected to when the abnormality is confirmed. The target physical quantity is calculated based on the previous main physical quantity.
本発明のセンサ装置は、メインセンサ部およびサブセンサ部を備え、信号取得部はメイン出力信号およびサブ出力信号を取得可能であるので、一部の信号に異常が生じたとしても、目的物理量の演算を継続することができる。また、未確定期間の目的物理量は、サブ物理量、および、異常検出前のメイン物理量に基づいて演算される。これにより、一部の信号に異常が生じたとき、正常である信号を用いた演算への切り替えに伴う目的物理量の変動を抑制することができる。 The sensor device of the present invention includes a main sensor unit and a sub sensor unit, and the signal acquisition unit can acquire the main output signal and the sub output signal. Therefore, even if some of the signals are abnormal, the calculation of the target physical quantity is performed. Can continue. Further, the target physical quantity in the undetermined period is calculated based on the sub physical quantity and the main physical quantity before abnormality detection. Thereby, when abnormality arises in a part of the signals, it is possible to suppress fluctuations in the target physical quantity that accompany the switching to the calculation using the normal signals.
以下、本発明によるセンサ装置、および、電動パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図5に示す。
図1に示すように、センサ装置1は、センサユニット5、および、制御部としてのECU40等を備え、例えば車両のステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置80に適用される。
Hereinafter, a sensor device and an electric power steering device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, in a plurality of embodiments, the same numerals are given to the substantially same composition, and explanation is omitted.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention is shown in FIGS.
As shown in FIG. 1, the
電動パワーステアリング装置80を備えたステアリングシステム90の全体構成を図1に示す。
操舵部材としてのステアリングホイール91は、ステアリングシャフト92と接続される。ステアリングシャフト92は、第1の軸としての入力軸921および第2の軸としての出力軸922を有する。入力軸921は、ステアリングホイール91と接続される。入力軸921と出力軸922との間には、ステアリングシャフト92に加わるトルクを検出するトルクセンサ83が設けられる。出力軸922の入力軸921と反対側の先端には、ピニオンギア96が設けられる。ピニオンギア96はラック軸97に噛み合っている。ラック軸97の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪98が連結される。
An overall configuration of a
A
運転者がステアリングホイール91を回転させると、ステアリングホイール91に接続されたステアリングシャフト92が回転する。ステアリングシャフト92の回転運動は、ピニオンギア96によってラック軸97の直線運動に変換され、ラック軸97の変位量に応じた角度に一対の車輪98が操舵される。
When the driver rotates the
電動パワーステアリング装置80は、運転者によるステアリングホイール91の操舵を補助する補助トルクを出力するモータ81、動力伝達部としての減速ギア82、トルクセンサ83、および、ECU40等を備える。図1では、モータ81とECU40とが別体となっているが、一体としてもよい。
The electric
減速ギア82は、モータ81の回転を減速してステアリングシャフト92に伝達する。すなわち本実施形態の電動パワーステアリング装置80は、所謂「コラムアシストタイプ」であるが、モータ81の回転をラック軸97に伝える所謂「ラックアシストタイプ」としてもよい。換言すると、本実施形態では、ステアリングシャフト92が「駆動対象」に対応するが、ラック軸97を「駆動対象」としてもよい、ということである。
ECU40の詳細については、後述する。
The
Details of the ECU 40 will be described later.
トルクセンサ83は、ステアリングシャフト92に設けられ、入力軸921と出力軸922との捩れ角に基づき、操舵トルクを検出する。トルクセンサ83は、図示しないトーションバー、検出対象としての集磁部831、および、センサユニット5等を有する。トーションバーは、入力軸921と出力軸922とを回転軸上にて同軸に連結し、ステアリングシャフト92に加わるトルクを捩れ変位に変換する。集磁部831は、多極磁石、磁気ヨーク、および、集磁リング等を有し、トーションバーの捩れ変位量および捩れ変位方向に応じて、磁束密度が変化するように構成される。トルクセンサ83の一般的な構成は周知であるため、構成詳細の図示を省略する。
The
図2に示すように、センサユニット5は、メインセンサ部10およびサブセンサ部20を備える。
メインセンサ部10は、第1メインセンサ素子11、第2メインセンサ素子12、A/D変換回路13、14、メイン出力回路15、および、タイミング信号生成回路16を有する。サブセンサ部20は、第1サブセンサ素子21、第2サブセンサ素子22、A/D変換回路23、24、および、サブ出力回路25を有する。第1サブセンサ素子21、第2サブセンサ素子22、A/D変換回路23、24、および、サブ出力回路25は、対応する第1メインセンサ素子11、第2メインセンサ素子12、A/D変換回路13、14、および、メイン出力回路15と同様であるので、以下、メインセンサ部10の構成を中心に説明し、サブセンサ部20については、説明を適宜省略する。
As shown in FIG. 2, the
The
メインセンサ部10には、通信端子101が設けられる。通信端子101は、通信線31により、ECU40の通信端子401と接続される。サブセンサ部20には、通信端子201が設けられる。通信端子201は、通信線32により、ECU40の通信端子402と接続される。
また、メインセンサ部10およびサブセンサ部20は、それぞれ図示しない電源線およびグランド線により、ECU40と接続される。センサ部10、20には、電源線を経由して、ECU40の図示しないレギュレータにて所定の電圧(例えば5[V])に調整された電圧が供給される。また、センサ部10、20は、グランド線およびECU40を経由して、グランドと接続される。
The
The
第1メインセンサ素子11および第2メインセンサ素子12は、操舵トルクに応じた集磁部831の磁束の変化を検出する磁気検出素子である。本実施形態の第1メインセンサ素子11および第2メインセンサ素子12は、ホール素子である。
A/D変換回路13は、第1メインセンサ素子11の検出値をA/D変換する。A/D変換回路14は、第2メインセンサ素子12の検出値をA/D変換する。
The first
The A / D conversion circuit 13 A / D converts the detection value of the first
メイン出力回路15は、A/D変換された第1メインセンサ素子11の検出値に応じた第1メインセンサ信号、および、A/D変換された第2メインセンサ素子12の検出値に応じた第2メインセンサ信号を含むメイン出力信号Smを生成する。
本実施形態では、メインセンサ素子11、12は、メイン出力信号Smの信号周期Psよりも短い周期で検出を行っているものとし、メイン出力回路15は、最新の検出値を用いてメイン出力信号Smを生成する。サブ出力回路25も同様、最新の検出値を用いてサブ出力信号Ssを生成する。
タイミング信号生成回路16は、サブ出力信号Ssの出力タイミングを指示するタイミング信号Stを生成し、サブ出力回路25に出力する。
The
In the present embodiment, it is assumed that the
The timing
サブ出力回路25は、A/D変換された第1サブセンサ素子21の検出値に応じた第1サブセンサ信号、および、A/D変換された第2サブセンサ素子22の検出値に応じた第2サブセンサ信号を含むサブ出力信号Ssを生成する。サブ出力回路25は、タイミング信号Stを取得したタイミングにて、サブ出力信号SsをECU40に出力する。
本実施形態では、出力信号Sm、Ssは、デジタル通信の一種であるSENT(Single Edge Nibble Transmission)通信により、ECU40に出力される。
The
In the present embodiment, the output signals Sm and Ss are output to the
ここで、メイン出力信号Smの通信フレームを図3に基づいて説明する。
メイン出力信号Smには、同期信号、ステータス信号、メインセンサ信号、CRC信号、および、ポーズ信号が含まれ、これらの信号がこの順で一連の信号として出力される。図中に示す各信号のビット数等は、一例であって、通信規格等に応じて適宜設定される。SENT通信では、各パルスの立ち下がりから次の立ち下がりまでの時間幅でデータが表現される。
Here, the communication frame of the main output signal Sm will be described with reference to FIG.
The main output signal Sm includes a synchronization signal, a status signal, a main sensor signal, a CRC signal, and a pause signal, and these signals are output as a series of signals in this order. The number of bits of each signal shown in the figure is an example, and is appropriately set according to a communication standard or the like. In SENT communication, data is expressed by the time width from the fall of each pulse to the next fall.
同期信号は、メインセンサ部10とECU40のクロックを同期させるための信号であり、本実施形態では56tickとする。本実施形態では、同期信号の長さに基づいて補正係数が演算され、当該補正係数を用いて各信号が補正される。
ステータス信号には、更新カウンタ信号が含まれる。更新カウンタ信号は、例えば2ビットであれば、00→01→10→11→00→01・・・と、メイン出力信号Smの生成ごとに更新されていく。ここで、更新カウンタが最大値(ここでは「11」)となった場合、+1することで、最小値(ここでは「00」)に戻るものとする。更新カウンタの情報を送信することで、ECU40では、検出値が前回と変わらないために同じデータが送信されているのか、データ固着異常が生じているのかを判別することができる。
The synchronization signal is a signal for synchronizing the clocks of the
The status signal includes an update counter signal. For example, if the update counter signal is 2 bits, it is updated every time the main output signal Sm is generated, such as 00 → 01 → 10 → 11 → 00 → 01. Here, when the update counter reaches the maximum value (here, “11”), +1 is added to return to the minimum value (here, “00”). By transmitting the information of the update counter, the
メインセンサ信号は、第1メインセンサ信号および第2メインセンサ信号である。第1メインセンサ信号は第1メインセンサ素子11の検出値に基づく信号であり、第2メインセンサ信号は第2メインセンサ素子12の検出値に基づく信号である。図3中では、第1メインセンサ信号を「Main1」、第2メインセンサ信号を「Main2」と記載する。第1メインセンサ信号および第2メインセンサ信号は、いずれも3nibble(=12bit)である。本実施形態では、メイン出力信号SmをSENT通信によりECU40に出力すべく、メインセンサ信号およびサブセンサ信号をニブル信号としている。なお、メインセンサ信号およびサブセンサ信号は、それぞれ1nibble以上であればよく、通信仕様に応じて取り決める。
The main sensor signals are a first main sensor signal and a second main sensor signal. The first main sensor signal is a signal based on the detection value of the first
本実施形態では、第1メインセンサ信号および第2メインセンサ信号は、一方を検出値の増加に伴って増加する正信号とし、他方を検出値の増加に伴って減少する反転信号とし、共に正常である場合、加算した値が所定の加算値となるようにする。第1メインセンサ信号の値と第2メインセンサ信号の値との和が所定の加算値とは異なる場合、データ異常が生じていると判定する。なお、図3では、簡略化のため、第1メインセンサ信号と第2メインセンサ信号とを同様に記載している。 In the present embodiment, one of the first main sensor signal and the second main sensor signal is a positive signal that increases as the detected value increases, and the other is an inverted signal that decreases as the detected value increases, and both are normal. If so, the added value becomes a predetermined added value. When the sum of the value of the first main sensor signal and the value of the second main sensor signal is different from the predetermined addition value, it is determined that a data abnormality has occurred. In FIG. 3, for the sake of simplicity, the first main sensor signal and the second main sensor signal are similarly described.
CRC信号は、通信異常を検出するための巡回冗長検査信号であって、第1メインセンサ信号および第2メインセンサ信号に基づいて算出される長さの信号である。
ポーズ信号は、次の同期信号を出力するまでの期間に出力される信号である。
The CRC signal is a cyclic redundancy check signal for detecting a communication abnormality, and is a signal having a length calculated based on the first main sensor signal and the second main sensor signal.
The pause signal is a signal output during a period until the next synchronization signal is output.
サブ出力信号Ssは、同期信号、ステータス信号、サブセンサ信号、CRC信号、および、ポーズ信号が含まれる。サブセンサ信号は、第1サブセンサ信号および第2サブセンサ信号である。第1サブセンサ信号は第1サブセンサ素子21の検出値に基づく信号であり、第2サブセンサ信号は第2サブセンサ素子22の検出値に基づく信号である。
サブ出力信号Ssの通信フレームの詳細は、メイン出力信号Smと同様であるので説明を省略する。
The sub output signal Ss includes a synchronization signal, a status signal, a sub sensor signal, a CRC signal, and a pause signal. The sub sensor signals are a first sub sensor signal and a second sub sensor signal. The first sub sensor signal is a signal based on the detection value of the first
Details of the communication frame of the sub output signal Ss are the same as those of the main output signal Sm, and thus the description thereof is omitted.
本実施形態では、メインセンサ部10からサブセンサ部20にタイミング信号Stを送信することで、出力信号Sm、Ssが出力されるタイミングを制御している。タイミング信号Stは、メイン出力信号Smの1フレーム内のいずれかのタイミングにて、タイミング信号生成回路16からサブ出力回路25に出力される。図4に示すように、本実施形態では、タイミング信号Stは、メイン出力信号Smの1フレームの半周期のタイミングで送信される。すなわち、メイン出力信号Smの同期信号の開始から(Ps/2)のタイミングでタイミング信号Stが送信される。これにより、サブ出力回路25は、メイン出力信号Smと半周期ずれたタイミングにて、サブ出力信号Ssを出力する。
ECU40は、矢印Yで示すタイミングにて、出力信号Sm、Ssを取得する。すなわち、出力信号Sm、Ssの出力タイミングを信号周期Psの半周期分ずらすことで、ECU40は、出力信号Sm、Ssを交互に、信号周期Psの半周期ごとに取得する。これにより、見かけ上の通信速度を向上することができる。
In this embodiment, the timing at which the output signals Sm and Ss are output is controlled by transmitting the timing signal St from the
The
図2に戻り、ECU40は、マイコン等を主体として構成され、各種演算処理を行う。ECU40における各処理は、予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
ECU40は、機能ブロックとして、信号取得部41、異常検出部42、物理量演算部としてのトルク演算部43、および、モータ制御部45を有する。これらの機能ブロックは、便宜上の切り分けであって、例えば異常検出部42の一部の処理をトルク演算部43で実行する、といった具合に、以下で説明する処理の一部を、異なる機能ブロックにて実行しても差し支えない。
Returning to FIG. 2, the
ECU40 has the
信号取得部41は、第1取得部411および第2取得部412を有する。第1取得部411は、メイン出力回路15からメイン出力信号Smを取得し、メイン出力信号Smに含まれる各信号を同期信号に基づいて演算される補正係数で補正する。第2取得部412は、サブ出力回路25からサブ出力信号Ssを取得し、サブ出力信号Ssに含まれる各信号を同期信号に基づいて演算される補正係数で補正する。補正された各信号は、異常検出部42に出力される。また、補正されたセンサ信号は、トルク演算部43に出力される。
異常検出部42は、メイン出力信号Smおよびサブ出力信号Ssについて、データ固着異常、データ異常、通信異常、および、天絡、地絡等の異常を検出する。異常検出結果は、トルク演算部43に出力される。
The
The
トルク演算部43は、目的物理量である操舵トルクTqを演算する。具体的には、メイン出力信号Smのメインセンサ信号を用い、メイン物理量としてのメイン操舵トルクTmを演算する。メイン操舵トルクTmの演算には、第1メイン信号または第2メイン信号の一方を用いてもよいし、第1メイン信号および第2メイン信号の平均値等の演算値を用いてもよい。本実施形態では、メイン出力信号Smが正常であれば、操舵トルクTqを、メイン操舵トルクTmとする。すなわち、メイン出力信号Smが正常であれば、サブ出力信号Ssのセンサ信号は、操舵トルクTqの演算には用いられない。
The
また、メイン出力信号Smの異常が確定された場合、操舵トルクTqを、サブ出力信号Ssのサブセンサ信号を用いて演算されるサブ物理量としてのサブ操舵トルクTsに変更する。サブ操舵トルクTsの演算には、第1サブ信号または第2サブ信号の一方を用いてもよいし、第1サブ信号および第2サブ信号の平均値等の演算値を用いてもよい。
演算された操舵トルクTqは、モータ制御部45に出力される。
When the abnormality of the main output signal Sm is determined, the steering torque Tq is changed to a sub steering torque Ts as a sub physical quantity calculated using the sub sensor signal of the sub output signal Ss. In calculating the sub steering torque Ts, one of the first sub signal and the second sub signal may be used, or a calculated value such as an average value of the first sub signal and the second sub signal may be used.
The calculated steering torque Tq is output to the
モータ制御部45は、演算された操舵トルクTqに基づき、モータ81の駆動を制御する。詳細には、モータ制御部45は、操舵トルクTqに基づいてトルク指令値を演算し、トルク指令値に基づき、例えばフィードバック制御等の周知の方法により、モータ81の駆動を制御する。
The
上述の通り、本実施形態では、メイン出力信号Smが正常であれば、操舵トルクTqをメイン操舵トルクTmとし、メイン出力信号Smが異常であれば、操舵トルクTqをサブ操舵トルクTsに切り替える。メイン操舵トルクTmとサブ操舵トルクTsとは、個体ばらつきの影響によりばらつく虞がある。また、本実施形態では、メイン出力信号Smの出力タイミングとサブ出力信号Ssの出力タイミングとをずらしており、出力信号Sm、Ssのセンサ信号は、異なるタイミングでの検出値に基づいている。そのため、検出タイミングのずれに起因し、メイン操舵トルクTmとサブ操舵トルクTsとがばらつく虞がある。 As described above, in the present embodiment, if the main output signal Sm is normal, the steering torque Tq is set to the main steering torque Tm, and if the main output signal Sm is abnormal, the steering torque Tq is switched to the sub steering torque Ts. The main steering torque Tm and the sub steering torque Ts may vary due to the influence of individual variation. Further, in the present embodiment, the output timing of the main output signal Sm and the output timing of the sub output signal Ss are shifted, and the sensor signals of the output signals Sm and Ss are based on detection values at different timings. Therefore, there is a possibility that the main steering torque Tm and the sub steering torque Ts vary due to the detection timing shift.
ここで、メイン出力信号Smの異常が検出されたとき、操舵トルクTqを、メイン操舵トルクTmからサブ操舵トルクTsに直接的に切り替えると、操舵トルクTqが急峻に変化する虞がある。本実施形態では、センサ装置1が電動パワーステアリング装置80に適用されているため、操舵トルクTqが急峻に変化すると、モータ81から出力される補助トルクの変動が大きくなり、運転者に違和感を与える虞がある。
Here, when the abnormality of the main output signal Sm is detected, if the steering torque Tq is directly switched from the main steering torque Tm to the sub steering torque Ts, the steering torque Tq may change sharply. In the present embodiment, since the
また、本実施形態では、誤判定を防ぐべく、メイン出力信号Smの異常が検出されてからの所定期間は、異常確定せず、監視を継続する。
そこで本実施形態では、トルク演算部43は、メイン出力信号Smの異常が検出されてから異常が確定されるまでの未確定期間において、サブ操舵トルクTs、および、異常検出前のメイン操舵トルクTmを用いて操舵トルクTqを演算する。
In the present embodiment, in order to prevent erroneous determination, the abnormality is not determined and monitoring is continued for a predetermined period after the abnormality of the main output signal Sm is detected.
Therefore, in the present embodiment, the
本実施形態におけるトルク演算処理を、図5に示すフローチャートに基づいて説明する。この処理は、ECU40の起動中であって、メイン出力信号Smが取得されたタイミングで実行される。すなわち、トルク演算処理の演算周期は、信号周期Psと等しい。以下、特に言及されていない場合は、最新のメイン出力信号Smまたはサブ出力信号Ssを用いる。本実施形態では、出力信号Sm、Ssの取得タイミングが半周期(Ps/2)分ずれているので、サブ出力信号Ssは、半周期(Ps/2)前に取得されたものが用いられることになる。
The torque calculation process in this embodiment is demonstrated based on the flowchart shown in FIG. This process is executed when the
最初のステップS101では、異常検出部42は、メイン出力信号Smの異常が検出されたか否かを判断する。以下、ステップS101の「ステップ」を省略し、「S101」と記載する。他のステップも同様である。メイン出力信号Smの異常が検出されたと判断された場合(S101:YES)、S104へ移行する。なお、この段階では、異常は確定されていない。メイン出力信号Smの異常が検出されていないと判断された場合(S101:NO)、メイン出力信号Smが正常である旨の情報をトルク演算部43に出力し、S102へ移行する。
In the first step S101, the
S102では、メイン出力信号Smが正常であるとみなし、トルク演算部43は、操舵トルクTqを、メイン出力信号Smのセンサ信号に基づいて演算されるメイン操舵トルクTmとする。
S103では、トルク演算部43は、メイン操舵トルクTmを、メイン操舵トルク保持値Tm_hとしてECU40の図示しないメモリに記憶させる。本実施形態のメモリは、RAM(Random Access Memory)である。これにより、メイン操舵トルク保持値Tm_hが保持される。メイン操舵トルク保持値Tm_hは、最新の値が保持されていればよいので、演算ごとに上書きして差し支えない。
In S102, it is considered that the main output signal Sm is normal, and the
In S103, the
メイン出力信号Smの異常が検出された場合(S101:YES)に移行するS104では、異常検出部42は、サブ出力信号Ssの異常が検出されたか否かを判断する。サブ出力信号Ssの異常が検出された場合(S104:YES)、S105以降の処理を行わない。すなわち、メイン出力信号Smおよびサブ出力信号Ssの異常が検出された場合、トルク演算は行われない。メイン出力信号Smおよびサブ出力信号Ssの異常が確定した場合、二重故障であるので、電動パワーステアリング装置80を停止する。二重故障の検出から確定までの期間は、操舵トルクTqとして、例えば前回値を保持する。
サブ出力信号Ssの異常が検出されていないと判断された場合(S104:NO)、サブ出力信号Ssが正常であるとみなし、S105へ移行する。
In S104, where an abnormality of the main output signal Sm is detected (S101: YES), the
When it is determined that the abnormality of the sub output signal Ss is not detected (S104: NO), the sub output signal Ss is regarded as normal, and the process proceeds to S105.
S105では、異常検出部42は、メイン出力信号Smの異常確定に係る異常確定カウンタのカウント値C1をインクリメントする。
S106では、異常検出部42は、カウント値C1が異常確定閾値Cth1より大きいか否かを判断する。カウント値C1が異常確定閾値Cth1以下であると判断された場合(S106:NO)、メイン出力信号Smの異常が検出されてから異常が確定されるまでの未確定期間である旨の情報をトルク演算部43に出力し、S108へ移行する。カウント値C1が異常確定閾値Cth1より大きいと判断された場合(S106:YES)、メイン出力信号Smの異常が確定されている旨の情報をトルク演算部43に出力し、S107へ移行する。
In S105, the
In S106, the
メイン出力信号Smの異常確定後に移行するS107では、トルク演算部43は、操舵トルクTqを、サブ出力信号Ssのセンサ信号に基づいて演算されるサブ操舵トルクTsとする。
In S107, after the abnormality of the main output signal Sm is determined, the
メイン出力信号Smの異常が検出されており、かつ、カウント値C1が異常確定閾値Cth1以下である場合(S101:YES、かつ、S106:NO)に移行するS108は、メイン出力信号Smの異常が確定されるまでの未確定期間である。トルク演算部43は、メモリに保持されているメイン操舵トルク保持値Tm_hおよびサブ操舵トルクTsに基づき、操舵トルクTqを式(1)で演算する。なお、式中のrが第1移行係数、(1−r)が第2移行係数に対応する。第1移行係数rは、0<r<1の範囲で、適宜設定される。
Tq=Tm_h×r+Ts×(1−r) ・・・(1)
When the abnormality of the main output signal Sm is detected and the count value C1 is equal to or less than the abnormality determination threshold Cth1 (S101: YES and S106: NO), the process proceeds to S108, where the abnormality of the main output signal Sm is detected. This is the indeterminate period until it is confirmed. The
Tq = Tm_h × r + Ts × (1-r) (1)
本実施形態では、トルク演算部43は、メイン出力信号Smの異常が検出されてから異常が確定されるまでの未確定期間において、異常検出前のメイン操舵トルクTmであるメイン操舵トルク保持値Tm_h、および、最新のサブ操舵トルクTsを用いて操舵トルクTqを演算する。また、メイン出力信号Smの異常が確定された場合、操舵トルクTqをサブ操舵トルクTsに切り替える。これにより、メイン出力信号Smの異常が検出されたとき、操舵トルクTqを、メイン操舵トルクTmからサブ操舵トルクTsに直接的に変更する場合と比較し、操舵トルクTqの変動を抑制することができる。
In the present embodiment, the
以上説明したように、本実施形態のセンサ装置1は、メインセンサ部10と、サブセンサ部20と、ECU40と、を備える。
メインセンサ部10は、メインセンサ素子11、12、および、メイン出力回路15を有する。メインセンサ素子11、12は、対象物理量(本実施形態では集磁部831の磁束)を検出する。メイン出力回路15は、メインセンサ素子11、12の検出値に応じたメインセンサ信号を含むメイン出力信号Smを生成して出力する。
As described above, the
The
サブセンサ部20は、サブセンサ素子21、22、および、サブ出力回路25を有する。サブセンサ素子21、22は、対象物理量を検出する。サブ出力回路25は、サブセンサ素子21、22の検出値に応じたサブセンサ信号を含むサブ出力信号Ssを生成し、信号周期Psの1周期の長さより短い所定期間、メイン出力信号Smとずらしたタイミングでサブ出力信号Ssを出力する。
The
ECU40は、信号取得部41、異常検出部42、および、トルク演算部43を有する。信号取得部41は、メイン出力信号Smおよびサブ出力信号Ssを取得する。異常検出部42は、メイン出力信号Smおよびサブ出力信号Ssの異常を検出する。トルク演算部43は、メインセンサ信号およびサブセンサ信号の少なくとも一方に基づいて、操舵トルクTqを演算する。
The
トルク演算部43は、メイン出力信号Smが正常である場合、メインセンサ信号に基づいて演算されるメイン操舵トルクTmを操舵トルクTqとする。
また、トルク演算部43は、メイン出力信号Smの異常が検出されてから異常が確定されるまでの未確定期間において、サブセンサ信号に基づいて演算されるサブ操舵トルクTs、および、異常が検出される前のメイン操舵トルクTmに基づいて操舵トルクTqを演算する。
When the main output signal Sm is normal, the
In addition, the
本実施形態のセンサ装置1は、メインセンサ部10およびサブセンサ部20を備え、信号取得部41はメイン出力信号Smおよびサブ出力信号Ssを取得可能であるので、一部の信号に異常が生じたとしても、操舵トルクTqの演算を継続することができる。また、未確定期間の操舵トルクTqは、サブ操舵トルクTs、および、異常検出前のメイン操舵トルクTmに基づいて演算される。これにより、一部の信号に異常が生じたとき、正常である信号を用いた演算への切り替えに伴う操舵トルクTqの変動を抑制することができる。
The
トルク演算部43は、メイン出力信号Smの異常が確定された場合、サブ操舵トルクTsを、操舵トルクTqとする。
本実施形態では、トルク演算部43は、未確定期間の操舵トルクTqを、サブセンサ信号に基づいて演算されるサブ操舵トルクTs、および、異常が検出される前のメイン操舵トルクTmに基づいて演算している。そのため、メイン出力信号Smの異常時に、操舵トルクTqを、メイン操舵トルクTmからサブ操舵トルクTsに直接的に切り替える場合と比較し、操舵トルクTqの変動を抑制することができる。
When the abnormality of the main output signal Sm is determined, the
In the present embodiment, the
トルク演算部43は、未確定期間において、メイン出力信号Smの異常が検出される前のメイン操舵トルクTmに0以上1未満である第1移行係数rを乗じた値と、最新のサブ操舵トルクTsに第2移行係数(1−r)を乗じた値との和を、操舵トルクTqとする。
これにより、比較的簡易な演算で、未確定期間の操舵トルクTqを演算することができる。
The
As a result, the steering torque Tq during the undetermined period can be calculated with a relatively simple calculation.
メインセンサ素子11、12およびサブセンサ素子21、22は、集磁部831の磁束を対象物理量として検出する磁気検出素子である。また、メインセンサ素子11、12およびサブセンサ素子21、22は、トルクに応じて変化する磁束の変化を検出する。これにより、トルク(本実施形態では操舵トルク)を適切に検出することができる。
The
また、電動パワーステアリング装置80は、センサ装置1と、モータ81と、減速ギア82と、を備える。モータ81は、運転者によるステアリングホイール91の操舵を補助する補助トルクを出力する。減速ギア82は、モータ81のトルクを駆動対象であるステアリングシャフト92に伝達する。
トルク演算部43は、操舵トルクTqを演算する。
ECU40は、操舵トルクTqに基づいてモータ81の駆動を制御するモータ制御部45を有する。
The electric
The
The
ECU40は、メインセンサ部10およびサブセンサ部20を有しているので、一方に異常が生じた場合であっても、他方を用いて操舵トルクTqの演算を継続可能である。これにより、電動パワーステアリング装置80は、操舵トルクTqに応じた操舵の補助を継続可能である。また、未確定期間において、トルク演算部43は、サブ操舵トルクTsおよび異常検出前のメイン操舵トルクTmを用いて操舵トルクTqを演算する。これにより、操舵トルクTqの変動が抑制されるので、操舵トルクTqに基づいて制御されるモータ81のトルク変動も抑制される。これにより、電動パワーステアリング装置80によるアシスト力の変動が抑制されるので、運転者に与える違和感を低減することができる。
本実施形態では、操舵トルクTqが「目的物理量」、メイン操舵トルクTmが「メイン物理量」、サブ操舵トルクTsが「サブ物理量」に対応する。
Since the
In the present embodiment, the steering torque Tq corresponds to the “target physical quantity”, the main steering torque Tm corresponds to the “main physical quantity”, and the sub steering torque Ts corresponds to the “sub physical quantity”.
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図6に示す。第2実施形態〜第5実施形態は、トルク演算処理が上記実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。以下、直前の演算にて演算された操舵トルクTqを、前回操舵トルクTq(n−1)とする。
本実施形態のトルク演算処理を図6に示すフローチャートに基づいて説明する。演算周期等は、上記実施形態と同様とする。
S201〜S207の処理は、図5中のS101〜S107の処理と同様である。S206にて、カウント値C1が異常確定閾値Cth1以下であると判断された場合(S206:NO)、S208へ移行する
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. In the second to fifth embodiments, torque calculation processing is different from that of the above-described embodiment, and this point will be mainly described. Hereinafter, the steering torque Tq calculated in the immediately preceding calculation is referred to as the previous steering torque Tq (n−1).
The torque calculation process of this embodiment is demonstrated based on the flowchart shown in FIG. The calculation cycle and the like are the same as those in the above embodiment.
The processing of S201 to S207 is the same as the processing of S101 to S107 in FIG. When it is determined in S206 that the count value C1 is equal to or less than the abnormality confirmation threshold Cth1 (S206: NO), the process proceeds to S208.
S208では、異常検出部42は、メイン出力信号Smの異常が検出されてからの初回演算か否かを判断する。初回演算ではないと判断された場合(S208:NO)、すなわちカウント値C1が2以上、異常確定閾値Cth1以下である場合、初回演算ではない旨の情報をトルク演算部43に出力し、S210へ移行する。初回演算であると判断された場合(S208:YES)、すなわちカウント値C1が1である場合、初回演算である旨の情報をトルク演算部43に出力し、S209へ移行する。
In S208, the
S209では、トルク演算部43は、前回操舵トルクTq(n−1)であるメイン操舵トルク保持値Tm_hおよびサブ操舵トルクTsに基づき、操舵トルクTqを演算する(式(2)参照)。式中のkが第1移行係数、(1−k)が第2移行係数に対応する。第1移行係数kは、0<k<1の範囲で適宜設定される。
Tq=Tm_h×k+Ts×(1−k) ・・・(2)
In S209, the
Tq = Tm_h × k + Ts × (1−k) (2)
メイン出力信号Smの異常が検出されてから2回目以降の演算である場合(S208:NO)に移行するS210では、トルク演算部43は、前回操舵トルクTq(n−1)である操舵トルク保持値Tq_hおよびサブ操舵トルクTsに基づき、操舵トルクTqを演算する(式(3)参照)。
Tq=Tq_h×k+Ts×(1−k) ・・・(3)
In S210, the process proceeds to the second or subsequent calculation after the abnormality of the main output signal Sm is detected (S208: NO), the
Tq = Tq_h × k + Ts × (1-k) (3)
S209またはS210に続いて移行するS211では、トルク演算部43は、S209またはS210で演算された値を、操舵トルク保持値Tq_hとして、メモリに記憶させる。これにより、操舵トルク保持値Tq_hが保持される。操舵トルク保持値Tq_hは、最新の値が保持されていればよいので、演算ごとに上書きして差し支えない。後述の実施形態における操舵トルク保持値Tq_hについても同様である。
In S211, which is shifted from S209 or S210, the
本実施形態では、メイン出力信号Smの異常が検出されてから確定されるまでの未確定期間において、S208〜S211の処理が行われる。すなわち、トルク演算部43は、未確定期間において、前回操舵トルクTq(n−1)および最新のサブ操舵トルクTsを用いて、操舵トルクTqを演算する。これにより、未確定期間において、操舵トルクTqがサブ操舵トルクTsに漸近していくので、操舵トルクTqの演算に用いる信号の切り替えに伴う操舵トルクTqの変動をより抑えることができる。
In the present embodiment, the processing of S208 to S211 is performed in an undetermined period from when the abnormality of the main output signal Sm is detected until it is determined. That is, the
本実施形態では、トルク演算部43は、未確定期間であって、メイン出力信号Smの異常が検出された後の初回演算において、異常が検出される前のメイン操舵トルクTmに第1移行係数kを乗じた値と、最新のサブ操舵トルクTsに第2移行係数(1−k)を乗じた値との和を、操舵トルクTqとする。
また、トルク演算部43は、未確定期間の2回目以降の演算において、前回操舵トルクTq(n−1)である操舵トルク保持値Tq_hに第1移行係数kを乗じた値と、最新のサブ操舵トルクTsに第2移行係数(1−k)を乗じた値との和を、操舵トルクTqとする。なお、異常検出前のメイン操舵トルクTmを用いて操舵トルクTqの異常検出後の初回演算を行うことを前提とすれば、操舵トルクTqの前回値を用いて2回目以降の操舵トルクTqを演算することは、「異常が検出される前のメイン物理量を用いて目的物理量を演算する」という概念に含まれるものとする。
これにより、未確定期間における操舵トルクTqをサブ操舵トルクTsに漸近させることができるので、操舵トルクTqの変動を抑制することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
In the present embodiment, the
In addition, the
As a result, the steering torque Tq during the undetermined period can be made asymptotic to the sub steering torque Ts, so that fluctuations in the steering torque Tq can be suppressed.
In addition, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態によるトルク演算処理を、図7に示すフローチャートに基づいて説明する。
S301〜S307の処理は、図5中のS101〜S107と同様である。S306にてカウント値C1が異常確定閾値Cth1以下であると判断された場合(S306:NO)、S308へ移行する。
(Third embodiment)
A torque calculation process according to the third embodiment of the present invention will be described based on a flowchart shown in FIG.
The processing of S301 to S307 is the same as S101 to S107 in FIG. When it is determined in S306 that the count value C1 is equal to or less than the abnormality determination threshold Cth1 (S306: NO), the process proceeds to S308.
S308では、S208と同様、異常検出部42は、メイン出力信号Smの異常が検出されてからの初回演算か否かを判断する。初回演算ではないと判断された場合(S308:NO)、すなわちカウント値C1が2以上、異常確定閾値Cth1以下である場合、初回演算ではない旨の情報をトルク演算部43に出力し、S313へ移行する。初回演算であると判断された場合(S308:YES)、すなわちカウント値C1が1である場合、初回演算である旨の情報をトルク演算部43に出力し、S309へ移行する。
In S308, as in S208, the
S309では、トルク演算部43は、初回移行漸近値Va1を演算する(式(4)参照)。初回移行漸近値Va1は、前回操舵トルクTq(n−1)であるメイン操舵トルク保持値Tm_hとサブ操舵トルクTsとの差分値に基づく値である。また、式(4)、(7)中のz1は、0<z1<1とする。
Va1=|Tm_h−Ts|×z1 ・・・(4)
In S309, the
Va1 = | Tm_h−Ts | × z1 (4)
S310では、トルク演算部43は、メイン操舵トルク保持値Tm_hがサブ操舵トルクTs以上か否かを判断する。メイン操舵トルク保持値Tm_hがサブ操舵トルクTs以上であると判断された場合(S310:YES)、S311へ移行する。メイン操舵トルク保持値Tm_hがサブ操舵トルクTsより小さいと判断された場合(S310:NO)、S312へ移行する。
In S310, the
S311では、トルク演算部43は、メイン操舵トルク保持値Tm_hから初回移行漸近値Va1減算した値を、操舵トルクTqとする(式(5)参照)。
Tq=Tm_h−Va1 ・・・(5)
S312では、トルク演算部43は、メイン操舵トルク保持値Tm_hに初回移行漸近値Va1を加算した値を、操舵トルクTqとする(式(6)参照)。
Tq=Tm_h+Va1 ・・・(6)
In S311, the
Tq = Tm_h−Va1 (5)
In S312, the
Tq = Tm_h + Va1 (6)
初回演算ではないと判断された場合(S308:NO)に移行するS313では、トルク演算部43は、移行漸近値Va2を演算する(式(7)参照)。移行漸近値Va2は、前回操舵トルクTq(n−1)である操舵トルク保持値Tq_hとサブ操舵トルクTsとの差分値に基づく値である。
Va2=|Tq_h−Ts|×z1 ・・・(7)
In S313, which is shifted to the case where it is determined that the calculation is not the first calculation (S308: NO), the
Va2 = | Tq_h−Ts | × z1 (7)
S314では、トルク演算部43は、操舵トルク保持値Tq_hがサブ操舵トルクTs以上か否かを判断する。操舵トルク保持値Tq_hがサブ操舵トルクTs以上であると判断された場合(S314:YES)、S315へ移行する。操舵トルク保持値Tq_hがサブ操舵トルクTsより小さいと判断された場合(S314:NO)、S316へ移行する。
In S314, the
S315では、トルク演算部43は、操舵トルク保持値Tq_hから移行漸近値Va2を減算した値を、操舵トルクTqとする(式(8)参照)。
Tq=Tq_h−Va2 ・・・(8)
S316では、トルク演算部43は、操舵トルク保持値Tq_hに移行漸近値Va2を加算した値を、操舵トルクTqとする(式(9)参照)。
Tq=Tq_h+Va2 ・・・(9)
In S315, the
Tq = Tq_h−Va2 (8)
In S316, the
Tq = Tq_h + Va2 (9)
S311、S312、S315またはS316に続いて移行するS317では、トルク演算部43は、S311、S312、S315またはS316で演算された値を、操舵トルク保持値Tq_hとして、メモリに記憶させる。これにより、操舵トルク保持値Tq_hが保持される。
In S317, which is shifted to S311, S312, S315, or S316, the
本実施形態では、メイン出力信号Smの異常が検出されてから確定されるまでの未確定期間において、S308〜S317の処理が行われる。すなわち、トルク演算部43は、前回操舵トルクTq(n−1)と最新のサブ操舵トルクとの差分値に基づいて漸近値Va1、Va2を演算する。そして、最新のサブ操舵トルクTsが前回操舵トルクTq(n−1)より小さい場合、前回操舵トルクTq(n−1)から漸近値Va1、Va2を減算し、最新のサブ操舵トルクTsが前回操舵トルクTq(n−1)以上である場合、前回操舵トルクTq(n−1)に漸近値Va1、Va2を加算する。換言すると、サブ操舵トルクTsと前回操舵トルクTq(n−1)との大小関係に応じ、漸近値Va1、Va2を加算するか減算するかを決定している。
これにより、未確定期間において、操舵トルクTqがサブ操舵トルクTsに漸近していくので、操舵トルクTqの演算に用いる信号の切り替えに伴う操舵トルクTqの変動をより抑えることができる。
In the present embodiment, the processes of S308 to S317 are performed in the undetermined period from when the abnormality of the main output signal Sm is detected until it is determined. That is, the
As a result, the steering torque Tq gradually approaches the sub-steering torque Ts during the undetermined period, so that fluctuations in the steering torque Tq associated with switching of signals used for calculating the steering torque Tq can be further suppressed.
本実施形態では、トルク演算部43は、未確定期間であって、メイン出力信号Smの異常が検出された後の初回演算において、異常が検出される前のメイン操舵トルクTmと最新のサブ操舵トルクTsとの差分値に基づく値を初回移行漸近値Va1とし、当該初回移行漸近値Va1を用いて操舵トルクTqを演算する。詳細には、異常が検出される前のメイン操舵トルクTmであるメイン操舵トルク保持値Tm_hおよび初回移行漸近値Va1に基づき、操舵トルクTqを演算する。
In the present embodiment, the
また、トルク演算部43は、未確定期間の2回目以降の演算において、前回演算の操舵トルクTqと最新のサブ操舵トルクTsとの差分値に基づく値を移行漸近値Va2とし、当該移行漸近値Va2を用いて操舵トルクTqを演算する。詳細には、前回操舵トルクTq(n−1)である操舵トルク保持値Tq_hおよび移行漸近値Va2に基づき、操舵トルクTqを演算する。
これにより、未確定期間における操舵トルクTqをサブ操舵トルクTsに漸近させることができるので、操舵トルクTqの変動を抑制することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
In addition, in the second and subsequent calculations in the undetermined period, the
As a result, the steering torque Tq during the undetermined period can be made asymptotic to the sub steering torque Ts, so that fluctuations in the steering torque Tq can be suppressed.
In addition, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態によるトルク演算処理を、図8に示すフローチャートに基づいて説明する。
S401の処理は、図5中のS101の処理と同様である。なお、S401にて肯定判断された場合、後述の正常復帰カウンタのカウント値C2をリセットする。
S402では、異常検出部42は、異常確定カウンタのカウント値C1が0か否かを判断する。カウント値C1が0でないと判断された場合(S402:NO)、S411へ移行する。カウント値C1が0であると判断された場合(S402:YES)、S403へ移行する。
(Fourth embodiment)
A torque calculation process according to the fourth embodiment of the present invention will be described based on a flowchart shown in FIG.
The process of S401 is the same as the process of S101 in FIG. If an affirmative determination is made in S401, a count value C2 of a normal return counter described later is reset.
In S402, the
S403〜S409の処理は、S102〜S108の処理と同様である。図8では、第1実施形態のように、未確定期間の操舵トルクTqを式(1)で演算する例を示しているが、S409に替えて、第2実施形態のS208〜S210としてもよいし、第3実施形態のS308〜S316としてもよい。
S410では、トルク演算部43は、演算された操舵トルクTqを、操舵トルク保持値Tq_hとして、メモリに記憶させる。
The processing of S403 to S409 is the same as the processing of S102 to S108. Although FIG. 8 shows an example in which the steering torque Tq during the undetermined period is calculated by Expression (1) as in the first embodiment, S208 to S210 in the second embodiment may be used instead of S409. And it is good also as S308-S316 of a 3rd embodiment.
In S410, the
メイン出力信号Smの異常が検出されず、かつ、異常確定カウンタのカウント値C1が0でないと判断された場合(S401:NO、かつ、S402:NO)に移行するS411では、異常検出部42は、正常復帰カウンタのカウント値C2をインクリメントする。
S412では、異常検出部42は、カウント値C2が復帰完了閾値Cth2より大きいか否かを判断する。カウント値C2が復帰完了閾値Cth2以下であると判断された場合(S412:NO)、復帰待機期間である旨の情報をトルク演算部43に出力し、S415へ移行する。カウント値C2が復帰完了閾値Cth2より大きいと判断された場合、正常復帰完了の情報をトルク演算部43に出力し、S413へ移行する。
In S411, where the abnormality is not detected in the main output signal Sm and it is determined that the count value C1 of the abnormality confirmation counter is not 0 (S401: NO and S402: NO), the
In S412, the
S413では、メイン出力信号Smの異常が一時的に検出されたものの、復帰待機期間中、メイン出力信号Smが正常である状態が継続されたので、メイン出力信号Smが正常復帰したとみなす。そして、トルク演算部43は、操舵トルクTqを、メイン操舵トルクTmとする。また、トルク演算部43は、カウント値C1、C2をリセットする。
S414では、トルク演算部43は、S404と同様、演算されたメイン操舵トルクTmを、メイン操舵トルク保持値Tm_hとしてメモリに記憶させる。これにより、メイン操舵トルク保持値Tm_hが保持される。
In S413, although the abnormality of the main output signal Sm is temporarily detected, the state in which the main output signal Sm is normal is continued during the return waiting period, so that the main output signal Sm is considered to have returned to normal. Then, the
In S414, the
カウント値C2が復帰完了閾値Cth2以下であると判断された場合(S412:NO)に移行するS415では、トルク演算部43は、前回操舵トルクTq(n−1)である操舵トルク保持値Tq_hおよびメイン操舵トルクTmに基づき、操舵トルクTqを演算する(式(10)参照)。式中のjが第1復帰係数、(1−j)が第2復帰係数に対応する。第1復帰係数jは、0<j<1の範囲で適宜設定される。
Tq=Tq_h×j+Tm×(1−j) ・・・(10)
S416では、トルク演算部43は、S414で演算された値を、操舵トルク保持値Tq_hとして、メモリに記憶させる。これにより、操舵トルク保持値Tq_hが保持される。
In S415, when the count value C2 is determined to be equal to or less than the return completion threshold Cth2 (S412: NO), the
Tq = Tq_h * j + Tm * (1-j) (10)
In S416, the
本実施形態では、復帰待機期間において、S411〜S416の処理が行われる。すなわち、トルク演算部43は、一時的にメイン出力信号Smに異常が検出された後、異常が解消されて正常復帰する際、復帰待機期間において、前回操舵トルクTq(n−1)である操舵トルク保持値Tq_h、および、メイン操舵トルクTmを用いて操舵トルクTqを演算する。これにより、正常復帰する際、サブ操舵トルクTsを用いて演算されている操舵トルクTqからメイン操舵トルクTmに直接的に変更する場合と比較し、操舵トルクTqの変動を抑制することができる。
In the present embodiment, the processes of S411 to S416 are performed in the return waiting period. That is, when an abnormality is temporarily detected after the abnormality is temporarily detected in the main output signal Sm, the
本実施形態では、メイン出力信号Smの異常が検出された後、メイン出力信号Smが正常となった場合、正常復帰が確定するまでの復帰待機時間において、トルク演算部43は、前回操舵トルクTq(n−1)に第1復帰係数jを乗じた値と、最新のメイン操舵トルクTmに第2復帰係数(1−j)を乗じた値との和を、操舵トルクTqとする。
これにより、正常復帰期間において、操舵トルクTqをメイン操舵トルクTmに漸近させることができるので、正常復帰する際の操舵トルクTqの変動を抑制することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
In the present embodiment, when the main output signal Sm becomes normal after the abnormality of the main output signal Sm is detected, the
As a result, the steering torque Tq can be made asymptotically closer to the main steering torque Tm during the normal return period, so that fluctuations in the steering torque Tq when returning to normal can be suppressed.
In addition, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.
(第5実施形態)
本発明の第5実施形態によるトルク演算処理を、図9に示すフローチャートに基づいて説明する。
S501〜S514の処理は、図8中のS401〜S414の処理と同様である。S512において、カウント値C2が復帰完了閾値Cth2以下であると判断された場合(S512:NO)、S515へ移行する。
S515では、トルク演算部43は、復帰漸近値Vbを演算する(式(11)参照)。復帰漸近値Vbは、前回操舵トルクTq(n−1)である操舵トルク保持値Tq_hとメイン操舵トルクTmとの差分値に基づく値である。式(11)中のz2は、0<z2<1とする。
Vb=|Tq_h−Tm|×z2 ・・・(11)
(Fifth embodiment)
A torque calculation process according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
The processing of S501 to S514 is the same as the processing of S401 to S414 in FIG. If it is determined in S512 that the count value C2 is equal to or less than the return completion threshold Cth2 (S512: NO), the process proceeds to S515.
In S515, the
Vb = | Tq_h−Tm | × z2 (11)
S516では、トルク演算部43は、前回操舵トルクTq(n−1)である操舵トルク保持値Tq_hがメイン操舵トルクTm以上か否かを判断する。操舵トルク保持値Tq_hがメイン操舵トルクTm以上であると判断された場合(S516:YES)、S517へ移行する。操舵トルク保持値Tq_hがメイン操舵トルクTmより小さいと判断された場合(S516:NO)、S518へ移行する。
In S516, the
S517では、トルク演算部43は、操舵トルク保持値Tq_hから復帰漸近値Vbを減算した値を、操舵トルクTqとする(式(12)参照)。
Tq=Tq_h−Vb ・・・(12)
S518では、トルク演算部43は、操舵トルク保持値Tq_hに復帰漸近値Vbを加算した値を、操舵トルクTqとする(式(13)参照)。
Tq=Tq_h+Vb ・・・(13)
S517またはS518に続いて移行するS519では、S517またはS518で演算された値を、操舵トルク保持値Tq_hとして、メモリに記憶させる。これにより、操舵トルク保持値Tq_hが保持される。
In S517, the
Tq = Tq_h−Vb (12)
In S518, the
Tq = Tq_h + Vb (13)
In S519, which is shifted to S517 or S518, the value calculated in S517 or S518 is stored in the memory as the steering torque holding value Tq_h. Thereby, the steering torque holding value Tq_h is held.
本実施形態では、復帰待機期間において、S515〜S519の処理が行われる。すなわち、トルク演算部43は、前回操舵トルクTq(n−1)と最新のメイン操舵トルクTmとの差分値に基づいて復帰漸近値Vbを演算する。そして、最新のメイン操舵トルクTmが前回操舵トルクTq(n−1)より小さい場合、前回操舵トルクTq(n−1)から復帰漸近値Vbを減算し、最新のメイン操舵トルクTmが前回操舵トルクTq(n−1)以上である場合、前回操舵トルクTq(n−1)に復帰漸近値Vbを加算する。換言すると、メイン操舵トルクTmと前回操舵トルクTq(n−1)との大小関係に応じ、復帰漸近値Vbを加算するか減算するかを決定している。
これにより、復帰待機期間において、操舵トルクTqがメイン操舵トルクTmに漸近していくので、操舵トルクTqの演算に用いる信号の切り替えに伴う操舵トルクTqの変動を抑制することができる。
In the present embodiment, the processes of S515 to S519 are performed in the return waiting period. That is, the
As a result, the steering torque Tq gradually approaches the main steering torque Tm during the return standby period, so that fluctuations in the steering torque Tq associated with switching of signals used for calculating the steering torque Tq can be suppressed.
本実施形態では、メイン出力信号Smの異常が検出された後、メイン出力信号Smが正常となった場合、正常復帰が確定するまでの復帰待機期間において、トルク演算部43は、前回操舵トルクTq(n−1)と最新のメイン操舵トルクTmとの差分値に基づく値を復帰漸近値Vbとし、当該復帰漸近値Vbを用いて操舵トルクTqを演算する。詳細には、トルク演算部43は、前回操舵トルクTq(n−1)である操舵トルク保持値Tq_hおよび復帰漸近値Vbに基づき、操舵トルクTqを演算する。
これにより、正常復帰期間において、操舵トルクTqをメイン操舵トルクTmに漸近させることができるので、正常復帰する際の操舵トルクTqの変動を抑制することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
In the present embodiment, when the main output signal Sm becomes normal after the abnormality of the main output signal Sm is detected, the
As a result, the steering torque Tq can be made asymptotically closer to the main steering torque Tm during the normal return period, so that fluctuations in the steering torque Tq when returning to normal can be suppressed.
In addition, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.
(第6実施形態)
本発明の第6実施形態を図10に基づいて説明する。
図10に示すように、本実施形態のセンサ装置2は、センサユニット5、および、制御部としてのECU50等を備える。ECU50は、信号取得部41、異常検出部42、物理量演算部としてのトルク演算部43、および、モータ制御部45に加え、微分演算部47および積分演算部48を有する。
微分演算部47および積分演算部48は、トルク演算部43からメイン操舵トルクTmおよびサブ操舵トルクTsを取得する。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 10, the
The
微分演算部47は、メイン操舵トルクTmの微分値であるメイン微分値dTm、および、サブ操舵トルクTsの微分値であるサブ微分値dTsを演算する。メイン操舵トルクTmの今回値をTm(n)、前回値をTm(n−1)とすると、メイン微分値dTmは、式(14)で演算される。
dTm={Tm(n)−Tm(n−1)}/Ps ・・・(14)
また、サブ操舵トルクTsの今回値をTs(n)、前回値をTs(n−1)とすると、サブ微分値dTsは、式(15)で演算される。
dTs={Ts(n)−Ts(n−1)}/Ps ・・・(15)
The
dTm = {Tm (n) −Tm (n−1)} / Ps (14)
Further, when the current value of the sub steering torque Ts is Ts (n) and the previous value is Ts (n−1), the sub differential value dTs is calculated by the equation (15).
dTs = {Ts (n) −Ts (n−1)} / Ps (15)
微分演算部47は、メイン出力信号Smが正常である場合、メイン微分値dTmをトルク微分値dTqとし、メイン微分値dTmをメモリに保持しておく。なお、メイン出力信号Smが正常である間は、サブ微分値dTsの演算を省略してもよい。
メイン出力信号Smの異常が確定された場合、トルク微分値dTqを、サブ微分値dTsに切り替える。また、メイン出力信号Smの異常が検出されてから異常が確定されるまでの未確定期間においては、異常が検出される前のメイン微分値dTmおよび最新のサブ微分値dTsに基づき、トルク微分値dTqを演算する。
When the main output signal Sm is normal, the
When the abnormality of the main output signal Sm is determined, the torque differential value dTq is switched to the sub differential value dTs. Further, in the undetermined period from when the abnormality of the main output signal Sm is detected until the abnormality is confirmed, the torque differential value is based on the main differential value dTm and the latest sub differential value dTs before the abnormality is detected. dTq is calculated.
積分演算部48は、メイン操舵トルクTmの積分値であるメイン積分値iTm、および、サブ操舵トルクTsの積分値であるサブ積分値iTsを演算する。メイン積分値iTmおよびサブ積分値iTsは、式(16)、(17)で演算される。
iTm={Tm(n)+Tm(n−1)}×Ps ・・・(16)
iTs={Ts(n)+Ts(n−1)}×Ps ・・・(17)
The
iTm = {Tm (n) + Tm (n−1)} × Ps (16)
iTs = {Ts (n) + Ts (n−1)} × Ps (17)
積分演算部48は、メイン出力信号Smが正常である場合、メイン積分値iTmをトルク積分値iTqとし、メイン積分値iTmをメモリに保持しておく。なお、メイン出力信号Smが正常である間は、サブ積分値iTsの演算を省略してもよい。
メイン出力信号Smの異常が確定された場合、トルク積分値iTqを、サブ積分値iTsに切り替える。また、メイン出力信号Smの異常が検出されてから異常が確定されるまでの未確定期間においては、異常が検出される前のメイン積分値iTmおよび最新のサブ積分値iTsに基づき、トルク積分値iTqを演算する。
演算されたトルク微分値dTqおよびトルク積分値iTqは、モータ制御部45における演算の他、各種演算に利用可能である。
When the main output signal Sm is normal, the
When the abnormality of the main output signal Sm is determined, the torque integral value iTq is switched to the sub-integration value iTs. Further, in the undetermined period from when the abnormality of the main output signal Sm is detected until the abnormality is confirmed, the torque integrated value is based on the main integrated value iTm and the latest sub-integrated value iTs before the abnormality is detected. iTq is calculated.
The calculated torque differential value dTq and the torque integral value iTq can be used for various calculations in addition to the calculation in the
上記実施形態のメイン操舵トルクTmに替えてメイン微分値dTm、サブ操舵トルクTsに替えてサブ微分値dTsとすることで、操舵トルクTqに替えてトルク微分値dTqを、上記実施形態と同様に演算することができる。
また、上記実施形態のメイン操舵トルクTmに替えてメイン積分値iTm、サブ操舵トルクTsに替えてサブ積分値iTsとすることで、操舵トルクTqに替えてトルク積分値iTqを、上記実施形態と同様に演算することができる。
By replacing the main steering torque Tm of the above embodiment with the main differential value dTm and the sub steering torque Ts with the sub differential value dTs, the torque differential value dTq is replaced with the steering torque Tq, similarly to the above embodiment. It can be calculated.
Further, the main integrated torque iTm is replaced with the main steering torque Tm in the above embodiment, and the sub integrated value iTs is replaced with the sub steering torque Ts, whereby the torque integrated value iTq is replaced with the steering torque Tq. The same calculation can be performed.
メイン出力信号Smの異常が検出された場合、操舵トルクTqとして前回操舵トルクTq(n−1)が保持される構成では、前回値と今回値との差が0となるので、トルク微分値dTqも0となる。例えば、操舵トルクTqを、メイン出力信号Smの正常時はメイン操舵トルクTm、未確定期間は前回操舵トルクTq(n−1)、異常確定後はサブ操舵トルクTsとする構成では、未確定期間の微分値が0となるので、未確定期間の前後でトルク微分値dTqが急峻に変化する虞がある。 When the abnormality of the main output signal Sm is detected, in the configuration in which the previous steering torque Tq (n−1) is held as the steering torque Tq, the difference between the previous value and the current value is 0, so the torque differential value dTq Is also 0. For example, in the configuration in which the steering torque Tq is the main steering torque Tm when the main output signal Sm is normal, the previous steering torque Tq (n−1) is during the undetermined period, and the sub steering torque Ts is after the abnormality is determined, the undetermined period. Therefore, the torque differential value dTq may change sharply before and after the undetermined period.
本実施形態では、微分演算部47は、未確定期間において、異常検出前のメイン微分値dTmおよびサブ微分値dTsを用いてトルク微分値dTq演算するので、未確定期間のトルク微分値dTqが0にならず、未確定期間前後でのトルク微分値dTqの変動が抑制される。また、メイン微分値dTmからサブ微分値dTsに直接的に切り替える場合等と比較し、トルク微分値dTqの変動を抑制することができる。
In the present embodiment, the
未確定期間において、操舵トルクTqとして前回操舵トルクTq(n−1)が保持される構成では、未確定期間のトルク積分値iTqが一定となるため、未確定期間の前後でトルク積分値iTqが急峻に変動する虞がある。本実施形態では、未確定期間において、トルク積分値iTqを、正常時のメイン積分値iTmおよびサブ積分値iTsを用いて演算するので、未確定期間のトルク積分値iTqが一定にならず、未確定期間前後でのトルク積分値iTqの変動が抑制される。また、メイン積分値iTmからサブ積分値iTsに直接的に切り替える場合等と比較し、トルク積分値iTqの変動を抑制することができる。 In the configuration in which the previous steering torque Tq (n−1) is held as the steering torque Tq during the undetermined period, the torque integrated value iTq during the undetermined period is constant. There is a risk of steep fluctuations. In the present embodiment, the torque integral value iTq is calculated using the main integral value iTm and the sub-integral value iTs in the normal period during the uncertain period. Variations in the torque integral value iTq before and after the fixed period are suppressed. Further, compared to a case where the main integral value iTm is directly switched to the sub-integral value iTs, etc., fluctuations in the torque integral value iTq can be suppressed.
また、微分演算部47は、正常復帰期間のトルク微分値dTqを、第5実施形態のように、前回値dTq(n−1)およびメイン微分値dTmを用いて演算してもよい。これにより、正常復帰時のトルク微分値dTqの急峻な変化を抑制することができる。
同様に、積分演算部48は、正常復帰期間のトルク積分値iTqを、前回値iTq(n−1)およびメイン積分値iTmを用いて演算してもよい。これにより、正常復帰時のトルク積分値iTqの変動を抑制することができる。
Further, the
Similarly, the
ECU50は、操舵トルクTqの微分値であるトルク微分値dTqを演算する微分演算部47を有する。微分演算部47は、メイン出力信号Smが正常である場合、メイン操舵トルクTmの微分値であるメイン微分値dTmをトルク微分値dTqとする。また、微分演算部47は、未確定期間において、サブ操舵トルクTs、および、異常が検出される前のメイン操舵トルクTmに基づき、トルク微分値dTqを演算する。なお、サブ微分値dTs、および、異常が検出される前のメイン微分値dTmに基づいてトルク微分値dTqを演算することは、「サブ物理量、および、異常が検出される前のメイン物理量に基づき、目的物理量の微分値を演算する」という概念に含まれるものとする。
これにより、正常である信号を用いた演算への切り替えに伴うトルク微分値dTqの変動を抑制することができる。
The
Thereby, the fluctuation | variation of the torque differential value dTq accompanying the switch to the calculation using a normal signal can be suppressed.
また、ECU50は、操舵トルクTqの積分値であるトルク積分値iTqを演算する積分演算部48を有する。積分演算部48は、メイン出力信号Smが正常である場合、メイン操舵トルクTmの積分値であるメイン積分値iTmをトルク積分値iTqとする。また、積分演算部48は、未確定期間において、サブ操舵トルクTs、および、異常が検出される前のメイン操舵トルクTmに基づき、トルク積分値を演算する。なお、サブ積分値iTs、および、異常が検出される前のメイン積分値iTmに基づいてトルク積分値iTqを演算することは、「サブ物理量、および、異常が検出される前のメイン物理量に基づき、目的物理量の積分値を演算する」という概念に含まれるものとする。
これにより、正常である信号を用いた演算への切り替えに伴うトルク積分値iTqの変動を抑制することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
Further, the
Thereby, the fluctuation | variation of the torque integral value iTq accompanying the switch to the calculation using a normal signal can be suppressed.
In addition, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.
(他の実施形態)
(ア)メインセンサ部、サブセンサ部
上記実施形態では、センサ装置には、メインセンサ部およびサブセンサ部が1つずつ設けられる。他の実施形態では、センサ装置には、メインセンサ部およびサブセンサ部の少なくとも一方が複数設けられていてもよい。上記実施形態では、メインセンサ部およびセブセンサ部が、別々に設けられている。他の実施形態では、メインセンサ部およびサブセンサ部が1つの封止部で封止され、1パッケージであってもよい。
上記実施形態では、メインセンサ部およびサブセンサ部には、2つのセンサ素子が設けられる。他の実施形態では、メインセンサ部に設けられるセンサ素子の数は、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。サブセンサ部についても同様である。また、メインセンサ部およびセブセンサ部のセンサ素子数は、異なっていてもよい。
(Other embodiments)
(A) Main sensor unit and sub sensor unit In the above embodiment, the sensor device is provided with one main sensor unit and one sub sensor unit. In another embodiment, the sensor device may be provided with a plurality of at least one of the main sensor unit and the sub sensor unit. In the above embodiment, the main sensor unit and the cebu sensor unit are provided separately. In another embodiment, the main sensor part and the sub sensor part may be sealed with one sealing part and may be one package.
In the above embodiment, two sensor elements are provided in the main sensor unit and the sub sensor unit. In other embodiments, the number of sensor elements provided in the main sensor unit may be one, or may be three or more. The same applies to the sub sensor unit. Moreover, the number of sensor elements of the main sensor unit and the Cebu sensor unit may be different.
上記実施形態では、センサ素子は、ホール素子である。他の実施形態では、センサ素子は、ホール素子以外の磁気検出素子であってもよいし、磁気以外の物理量を検出する素子であってもよい。
また、上記実施形態では、メインセンサ部およびサブセンサ部は、操舵トルクを検出するトルクセンサに用いられる。他の実施形態では、センサ部は、操舵トルク以外のトルク、回転角、ストローク、加重、圧力等、どのような物理量を検出するものであってもよい。
In the above embodiment, the sensor element is a Hall element. In other embodiments, the sensor element may be a magnetic detection element other than a Hall element, or may be an element that detects a physical quantity other than magnetism.
Moreover, in the said embodiment, a main sensor part and a sub sensor part are used for the torque sensor which detects steering torque. In other embodiments, the sensor unit may detect any physical quantity such as torque other than steering torque, rotation angle, stroke, weight, pressure, and the like.
(イ)出力信号
上記実施形態では、メイン出力回路は、SENT通信によりメイン出力信号を制御部に出力する。他の実施形態では、メイン出力回路は、SENT通信以外のデジタル通信方式によりメイン出力信号を制御部に出力してもよい。また、メイン出力回路は、アナログ通信によりメイン出力信号を制御部に出力してもよい。サブ出力回路についても同様である。
(A) Output signal In the said embodiment, a main output circuit outputs a main output signal to a control part by SENT communication. In another embodiment, the main output circuit may output the main output signal to the control unit by a digital communication method other than SENT communication. The main output circuit may output a main output signal to the control unit by analog communication. The same applies to the sub output circuit.
上記実施形態では、サブ出力信号は、信号周期の半周期分、メイン出力信号をずらして出力される。他の実施形態では、メイン出力信号とサブ出力信号との出力タイミングのずれ幅は、信号周期の半周期に限らず、信号周期の1周期よりも短い所定期間であればよい。また、制御部に出力される出力信号(メイン出力信号またはサブ出力信号)が3つ以上であれば、信号周期を信号数で除した期間分、ずらすことで、制御部は、出力信号を等間隔で取得可能であり、見かけ上の通信速度を向上可能である。
また、メイン出力信号とサブ出力信号との出力タイミングのずれ幅に係る所定期間を可及的短く設定し、メイン出力信号とサブ出力信号とを、略同時に制御部に出力してもよい。
In the above embodiment, the sub output signal is output by shifting the main output signal by a half period of the signal period. In another embodiment, the shift width of the output timing between the main output signal and the sub output signal is not limited to a half cycle of the signal cycle, and may be a predetermined period shorter than one cycle of the signal cycle. In addition, if there are three or more output signals (main output signal or sub output signal) output to the control unit, the control unit shifts the output signal by the period obtained by dividing the signal period by the number of signals, and the like. It can be acquired at intervals, and the apparent communication speed can be improved.
Alternatively, a predetermined period related to the output timing deviation between the main output signal and the sub output signal may be set as short as possible, and the main output signal and the sub output signal may be output to the control unit substantially simultaneously.
上記実施形態では、メインセンサ部に、タイミング信号生成回路が設けられる。他の実施形態では、サブセンサ部にタイミング信号生成回路を設けてもよいし、タイミング信号生成回路を設けず、メインセンサ部およびサブセンサ部が、それぞれのタイミングで出力信号を制御部に出力してもよい。
また、制御部に要求信号出力部を設け、要求信号出力部から出力される要求信号に応じて、メイン出力信号およびサブ出力信号が出力されるようにしてもよい。これにより、制御部は、所望のタイミングでメイン出力信号およびサブ出力信号を取得可能である。
In the above embodiment, the timing signal generation circuit is provided in the main sensor unit. In another embodiment, a timing signal generation circuit may be provided in the sub sensor unit, or the timing signal generation circuit may not be provided, and the main sensor unit and the sub sensor unit may output an output signal to the control unit at each timing. Good.
Further, a request signal output unit may be provided in the control unit, and the main output signal and the sub output signal may be output according to the request signal output from the request signal output unit. Thus, the control unit can acquire the main output signal and the sub output signal at a desired timing.
(ウ)制御部
上記実施形態では、物理量演算部は、操舵トルクを演算するトルク演算部であり、メイン操舵トルクおよびサブ操舵トルクの少なくとも一方を用いて操舵トルクを演算する。他の実施形態では、目的物理量、メイン物理量、および、サブ物理量を、センサ素子から出力される電圧値とし、目的物理量として演算された電圧値をトルク換算してもよい。また、目的物理量、メイン物理量、および、サブ物理量は、トルク以外の物理量であってもよい。
(C) Control Unit In the above embodiment, the physical quantity calculation unit is a torque calculation unit that calculates the steering torque, and calculates the steering torque using at least one of the main steering torque and the sub steering torque. In another embodiment, the target physical quantity, the main physical quantity, and the sub physical quantity may be voltage values output from the sensor element, and the voltage value calculated as the target physical quantity may be torque converted. Further, the target physical quantity, the main physical quantity, and the sub physical quantity may be physical quantities other than torque.
上記実施形態では、トルク演算部は、メイン出力信号を取得したタイミングでトルク演算処理を行う。他の実施形態では、トルク演算部は、サブ出力信号取得時等、メイン出力信号取得時とは異なるタイミングでトルク演算処理を行ってもよい。また、トルク演算処理の演算周期は、信号周期と異なっていてもよい。 In the above embodiment, the torque calculation unit performs the torque calculation process at the timing when the main output signal is acquired. In another embodiment, the torque calculation unit may perform the torque calculation process at a timing different from that at the time of acquiring the main output signal, such as at the time of acquiring the sub output signal. Further, the calculation cycle of the torque calculation process may be different from the signal cycle.
第2実施形態では、メイン出力信号の異常が検出されてからの初回演算において、前回値であるメイン操舵トルク保持値、および、最新のサブ操舵トルクに基づいて操舵トルクを演算する。他の実施形態では、例えば、複数回分のメイン操舵トルクがメイン操舵トルク保持値としてメモリに保持されるものとし、前回に限らず、2回以上前の演算におけるメイン操舵トルク、および、最新のサブ操舵トルクに基づいて操舵トルクを演算してもよい。すなわち、メイン出力信号の異常が検出される直前の演算におけるメイン物理量に限らず、2回以上前の演算におけるメイン物理量を「異常が検出される前のメイン物理量」として、目的物理量の演算に用いてもよい。第3実施形態についても同様である。 In the second embodiment, in the first calculation after the abnormality of the main output signal is detected, the steering torque is calculated based on the main steering torque holding value that is the previous value and the latest sub steering torque. In another embodiment, for example, the main steering torque for a plurality of times is held in the memory as a main steering torque holding value, and is not limited to the previous time. The steering torque may be calculated based on the steering torque. That is, not only the main physical quantity in the calculation immediately before the abnormality of the main output signal is detected, but the main physical quantity in the calculation two or more times before is used as the “main physical quantity before the abnormality is detected” for calculating the target physical quantity. May be. The same applies to the third embodiment.
第3実施形態では、メイン操舵トルク保持値または操舵トルク保持値(以下、前回値とする。)とサブ操舵トルクとの差分値の絶対値に所定の係数を乗じて漸近値を演算し、前回値とサブ操舵トルクとの大小関係に応じ、前回値に漸近値を加算するか減算するかを決定する。他の実施形態では、前回値からサブ操舵トルクを減算した値に所定の係数を乗じて漸近値を演算し、前回値とサブ操舵トルクとの大小関係によらず、前回値から漸近値を減算するようにしてもよい。また、他の実施形態では、サブ操舵トルクから前回値を減算した値に所定の係数を乗じて漸近値を減算し、前回値とサブ操舵トルクとの大小関係によらず、前回値に漸近値を加算してもよい。
第5実施形態の復帰漸近値を用いた演算についても同様である。
In the third embodiment, the asymptotic value is calculated by multiplying the absolute value of the difference value between the main steering torque holding value or the steering torque holding value (hereinafter referred to as the previous value) and the sub steering torque by a predetermined coefficient. In accordance with the magnitude relationship between the value and the sub steering torque, it is determined whether the asymptotic value is added to or subtracted from the previous value. In another embodiment, an asymptotic value is calculated by multiplying a value obtained by subtracting the sub steering torque from the previous value by a predetermined coefficient, and the asymptotic value is subtracted from the previous value regardless of the magnitude relationship between the previous value and the sub steering torque. You may make it do. In another embodiment, an asymptotic value is subtracted by multiplying a value obtained by subtracting the previous value from the sub-steering torque by a predetermined coefficient, and the asymptotic value is calculated from the previous value regardless of the magnitude relationship between the previous value and the sub-steering torque. May be added.
The same applies to the calculation using the return asymptotic value of the fifth embodiment.
第6実施形態では、目的物理量の微分値は、メイン物理量の微分値およびサブ物理量の微分値の少なくとも一方に基づいて演算される。他の実施形態では、目的物理量の微分値は、第1実施形態〜第5実施形態のいずれかで演算された目的物理量を微分してもよい。目的物理量の積分値も同様、第1実施形態〜第5実施形態のいずれかで演算された目的物理量を積分してもよい。 In the sixth embodiment, the differential value of the target physical quantity is calculated based on at least one of the differential value of the main physical quantity and the differential value of the sub physical quantity. In another embodiment, the target physical quantity calculated in any one of the first to fifth embodiments may be differentiated as the differential value of the target physical quantity. Similarly, the integrated value of the target physical quantity may be integrated with the target physical quantity calculated in any of the first to fifth embodiments.
(エ)センサ装置
上記実施形態では、センサ装置は、電動パワーステアリング装置のトルクセンサに適用される。他の実施形態では、センサ装置は、電動パワーステアリング装置以外の車載装置に適用してもよいし、車両に搭載されない装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
(D) Sensor device In the above embodiment, the sensor device is applied to a torque sensor of an electric power steering device. In other embodiments, the sensor device may be applied to a vehicle-mounted device other than the electric power steering device, or may be applied to a device that is not mounted on a vehicle.
As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.
1、2・・・センサ装置
10・・・メインセンサ部
11、12・・・メインセンサ素子 15・・・メイン出力回路
20・・・サブセンサ部
21、22・・・サブセンサ素子 25・・・サブ出力回路
40、50・・・ECU(制御部)
41・・・信号取得部
42・・・異常検出部
43・・・トルク演算部(物理量演算部)
DESCRIPTION OF
41 ...
Claims (12)
前記対象物理量を検出するサブセンサ素子(21、22)、および、前記サブセンサ素子の検出値に応じたサブセンサ信号を含むサブ出力信号を生成し、信号周期の1周期の長さより短い所定期間、前記メイン出力信号とずらしたタイミングで前記サブ出力信号を出力するサブ出力回路(25)を有するサブセンサ部(20)と、
前記メイン出力信号および前記サブ出力信号を取得する信号取得部(41)、前記メイン出力信号および前記サブ出力信号の異常を検出する異常検出部(42)、および、前記メインセンサ信号および前記サブセンサ信号の少なくとも一方に基づいて目的物理量を演算する物理量演算部(43)を有する制御部(40、50)と、
を備え、
前記物理量演算部は、
前記メイン出力信号が正常である場合、前記メインセンサ信号に基づいて演算されるメイン物理量を前記目的物理量とし、
前記メイン出力信号の異常が検出されてから異常が確定されるまでの期間である未確定期間において、前記サブセンサ信号に基づいて演算されるサブ物理量、および、異常が検出される前の前記メイン物理量に基づいて前記目的物理量を演算するセンサ装置。 A main sensor having a main sensor element (11, 12) for detecting a target physical quantity and a main output circuit (15) for generating and outputting a main output signal including a main sensor signal corresponding to a detection value of the main sensor element Part (10);
A sub-sensor element (21, 22) for detecting the target physical quantity, and a sub-output signal including a sub-sensor signal corresponding to a detection value of the sub-sensor element, and generating the main period for a predetermined period shorter than the length of one signal period A sub sensor unit (20) having a sub output circuit (25) for outputting the sub output signal at a timing shifted from the output signal;
A signal acquisition unit (41) for acquiring the main output signal and the sub output signal, an abnormality detection unit (42) for detecting an abnormality of the main output signal and the sub output signal, and the main sensor signal and the sub sensor signal A control unit (40, 50) having a physical quantity calculation unit (43) for calculating a target physical quantity based on at least one of
With
The physical quantity calculator is
When the main output signal is normal, the main physical quantity calculated based on the main sensor signal is the target physical quantity,
The sub-physical quantity calculated based on the sub-sensor signal and the main physical quantity before the abnormality is detected in an undetermined period that is a period from when the abnormality of the main output signal is detected to when the abnormality is confirmed. A sensor device for calculating the target physical quantity based on the above.
前記未確定期間であって、前記メイン出力信号の異常が検出された後の初回演算において、異常が検出される前の前記メイン物理量に0より大きく1未満の第1移行係数を乗じた値と、最新の前記サブ物理量に1から前記第1移行係数を減じた第2移行係数を乗じた値との和を前記目的物理量とし、
前記未確定期間の2回目以降の演算において、前回演算の前記目的物理量に前記第1移行係数を乗じた値と、最新の前記サブ物理量に前記第2移行係数を乗じた値との和を前記目的物理量とする請求項1または2に記載のセンサ装置。 The physical quantity calculator is
A value obtained by multiplying the main physical quantity before the abnormality is detected by a first transition coefficient greater than 0 and less than 1 in the first calculation after the abnormality of the main output signal is detected in the uncertain period; The target physical quantity is the sum of the latest sub-physical quantity multiplied by a second transition coefficient obtained by subtracting the first transition coefficient from 1;
In the second and subsequent computations of the indeterminate period, the sum of a value obtained by multiplying the target physical quantity of the previous computation by the first transition coefficient and a value obtained by multiplying the latest sub physical quantity by the second transition coefficient The sensor device according to claim 1, wherein the sensor device is a target physical quantity.
前記未確定期間であって、前記メイン出力信号の異常が検出された後の初回演算において、異常が検出される前の前記メイン物理量と最新の前記サブ物理量との差分値に基づく値を初回移行漸近値とし、当該初回移行漸近値を用いて前記目的物理量を演算し、
前記未確定期間の2回目以降の演算において、前回演算の前記目的物理量と最新の前記サブ物理量との差分値に基づく値を移行漸近値とし、当該移行漸近値を用いて前記目的物理量を演算する請求項1または2に記載のセンサ装置。 The physical quantity calculator is
In the first calculation after the main output signal abnormality is detected in the indeterminate period, a value based on a difference value between the main physical quantity before the abnormality is detected and the latest sub physical quantity is first transferred Asymptotic value, the target physical quantity is calculated using the initial transition asymptotic value,
In the calculation after the second time in the uncertain period, a value based on the difference value between the target physical quantity of the previous calculation and the latest sub physical quantity is set as a transition asymptotic value, and the target physical quantity is calculated using the transition asymptotic value. The sensor device according to claim 1 or 2.
前記物理量演算部は、前回演算の前記目的物理量に0より大きく1未満の第1復帰係数を乗じた値と、最新の前記メイン物理量に1から前記第1復帰係数を減じた第2復帰係数を乗じた値との和を前記目的物理量とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のセンサ装置。 After the abnormality of the main output signal is detected, when the main output signal becomes normal, in a return waiting period until normal return is determined,
The physical quantity calculation unit calculates a value obtained by multiplying the target physical quantity of the previous calculation by a first return coefficient greater than 0 and less than 1, and a second return coefficient obtained by subtracting the first return coefficient from 1 to the latest main physical quantity. The sensor device according to any one of claims 1 to 5, wherein a sum of a multiplied value is used as the target physical quantity.
前記物理量演算部は、前回演算の前記目的物理量と最新の前記メイン物理量との差分値に基づく値を復帰漸近値とし、当該復帰漸近値を用いて前記目的物理量を演算する請求項1〜5のいずれか一項に記載のセンサ装置。 After the abnormality of the main output signal is detected, when the main output signal becomes normal, in a return waiting period until normal return is determined,
6. The physical quantity calculation unit according to claim 1, wherein a value based on a difference value between the target physical quantity of the previous calculation and the latest main physical quantity is set as a return asymptotic value, and the target physical quantity is calculated using the return asymptotic value. The sensor device according to any one of the above.
前記微分演算部は、
前記メイン出力信号が正常である場合、前記メイン物理量の微分値を前記目的物理量の微分値とし、
前記未確定期間において、前記サブ物理量、および、異常が検出される前の前記メイン物理量に基づき、前記目的物理量の微分値を演算する請求項1〜7のいずれか一項に記載のセンサ装置。 The control unit (50) includes a differential calculation unit (47) that calculates a differential value of the target physical quantity,
The differential operation unit is
When the main output signal is normal, the differential value of the main physical quantity is the differential value of the target physical quantity,
The sensor device according to any one of claims 1 to 7, wherein a differential value of the target physical quantity is calculated based on the sub physical quantity and the main physical quantity before an abnormality is detected in the undetermined period.
前記積分演算部は、
前記メインセンサ信号が正常である場合、前記メイン物理量の積分値を前記目的物理量の積分値とし、
前記未確定期間において、前記サブ物理量、および、異常が検出される前の前記メイン物理量に基づき、前記目的物理量の積分値を演算する請求項1〜8のいずれか一項に記載のセンサ装置。 The control unit (50) includes an integration calculation unit (48) that calculates an integral value of the target physical quantity,
The integral calculation unit includes:
When the main sensor signal is normal, the integral value of the main physical quantity is the integral value of the target physical quantity,
The sensor device according to any one of claims 1 to 8, wherein an integral value of the target physical quantity is calculated based on the sub physical quantity and the main physical quantity before an abnormality is detected in the undetermined period.
運転者による操舵部材(91)の操舵を補助する補助トルクを出力するモータ(81)と、
前記モータのトルクを駆動対象(92)に伝達する動力伝達部(82)と、
を備え、
前記物理量演算部は、前記目的物理量として、操舵トルクを演算し、
前記制御部は、前記操舵トルクに基づいて前記モータの駆動を制御するモータ制御部(45)を有する電動パワーステアリング装置。 Sensor device (1, 2) according to claim 11,
A motor (81) for outputting an auxiliary torque for assisting the steering of the steering member (91) by the driver;
A power transmission unit (82) for transmitting the torque of the motor to a drive target (92);
With
The physical quantity calculation unit calculates a steering torque as the target physical quantity,
The said control part is an electric power steering apparatus which has a motor control part (45) which controls the drive of the said motor based on the said steering torque.
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